Барабанов Алексей Леонидович

1. Впервые показано [3], что в полном сечении взаимодействия поляри­зованных нейтронов и выстроенных ядер имеется 5-векторная кор­реляция (s[k х I]) (kl) спина нейтрона s, импульса нейтрона к и спина ядра I, которая отлична от нуля лишь при наличии сил, на­рушающих Т инвариантность, но сохраняющих V чётность (взаи­модействия в начальном и конечном состояниях не дают вкладов, имитирующих эффект). Впервые проанализированы эффекты в p-волновом резонансе, обусловленные 5-векторной корреляцией; асим­метрия полного p- волнового сечения (s поперечен к плоскости, об­разованной векторами к и I) и добавки к углам поворота спинов поперечно поляризованных нейтронов (I лежит в плоскости, обра­зованной векторами s и к) выражены через безразмерный параметр f_T, характеризующий степень нарушения Т инвариантности с со­хранением V чётности в заданном резонансе.
2. Впервые установлено [11], что сдвиг той точки, где асимметрия ис­пускания 7 квантов "вперёд-назад" в р- волновом резонансе прохо­дит через ноль (как, например, в реакции ¹¹³Cd(n,₇)), существен­но зависит от отношения v^T/D матричного элемента смешивания компаунд-резонансов под действием гипотетических TVVC сил к расстояниям между этими резонансами. Поскольку v^T/D динами­чески усилено фактором JN_C ~ 10³ (N_c - число одночастичных со­ставляющих в функции компаунд-состояния) по сравнению с анало­гичным отношением одночастичных величин, то даже относительно слабое ограничение на указанный сдвиг даёт существенные сведе­ния о TVVC силах. Так в работе [11] было получено ограничение v^T < 1 эВ, примерно эквивалентное верхнему пределу Хт < Ю^-4 для отношения характерных матричных элементов TVVC и силь­ных взаимодействий.
3. Впервые развит [26] способ статистической оценки эффекта в пол­ном сечении, обусловленного 5-векторной корреляцией, в каждом из известных р- волновых резонансов определённого ядра (с учётом положения и ширин этих резонансов) в рамках гипотезы о динами­ческом усилении /т. В качестве примера взято ядро ¹²⁷I и впервые выполнена оценка эффекта в каждом из 20-ти известных для это­го ядра р- волновых резонансов в предположении, что средний мат­ричный элемент TVVC взаимодействия, смешивающего р- волновые резонансы, равен vt = 100 мэВ. Сравнение полученных величин с ранее выполненными исследованиями VV эффектов в этих же ре-зонансах ядра ¹²⁷I показывает, что предложенный эксперимент реа­листичен; его осуществление позволит либо понизить имеющиеся на сегодняшний день ограничения на TVVC силы (примерно до вели­чины Х_т < 10"⁵), либо (при удачном стечении обстоятельств) найти такие силы.
4. Выполнен [7,19] систематический анализ возможных постановок опыта по поиску TVVV сил в упругом рассеянии поляризован­ных нейтронов на неориентированных ядрах на основе различных (в том числе впервые предложенных) формулировок P-A теоремы. Рассмотрено как некогерентное рассеяние, так и когерентный про­цесс - брэгговское отражение нейтронов от поверхности кристалла. Выделены две наиболее перспективные постановки опыта: измере­ние асимметрии <2ц(7г) некогерентного рассеяния назад на бесспиновых ядрах право- и левополяризованных нейтронов и измерение отклонения от нуля суммы P^cf^h + Af^h в когерентном, брэгговском отражении нейтронов от поверхности кристалла (P^cf^h и A^cf^h - это поперечные к поверхности кристалла поляризация и асимметрия). Впервые даны оценки обоих эффектов и выполнено их сравнение с эффектом в полном сечении, обусловленном 3-векторной корре­ляцией, который также является тестом на TVVV силы (для его измерения, однако, требуется поляризованная мишень).
5. Построена [17] точно (аналитически) решаемая модель нейтрон-ядерного взаимодействия, позволяющая воспроизводить сколь угод­но узкие резонансы (похожие на комнаунд-резонансы) в любой пар­циальной волне, а также исследовать их смешивание под действием как VV, так и TVVV сил. Показано, что формула Эриксона, описы­вающая недиагональные переходы под действием возмущения, сме­шивающего два компаунд-резонанса, применима к области между резонансами, строго говоря, лишь в случае, когда расстояние меж­ду резонансами много меньше их приведённых ширин (или много меньше среднего расстояния между резонансами). Это, в частности, означает, что в типичном случае (когда расстояние между смеши­вающимися резонансами порядка среднего расстояния) некоторые VV наблюдаемые между резонансами (для TVVV наблюдаемых эта проблема не актуальна) могут значительно отклоняться от предска­заний, основанных на формуле Эриксона. Указан способ (основан­ный на построенной модели) модификации формулы Эриксона для преодоления этого затруднения.
6. На примере экспериментально исследованных асимметрий ("вперёд-назад" и "лево-правой") испускания ₇ квантов в реакциях ¹¹³Cd(n, 7) и ¹¹⁷Sn(n,7) вблизи р-волновых резонансов показано [10], что эти асимметрии содержат важные сведения не только о параметрах р-волнового резонанса (как это обычно считается), но и о s-волновой подложке. Это особенно ценно в тех случаях (к которым, в частно­сти, относится реакция на ядре ¹¹⁷Sn), когда s- волновые резонан­сы, доминирующие при малых энергиях нейтронов, находятся ни­же тепловой точки. Сформулированы гипотезы о характеристиках отрицательных резонансов ядра ¹¹⁷Sn, позволяющие заметно улуч­шить описание имеющихся экспериментальных данных по асиммет­риям "вперёд-назад" и "лево-правой" вблизи энергии Е_р = 1.33 Эв резонанса. Указаны способы проверки этих гипотез.
7. Показано [8], что трудности с одновременным описанием V нечёт­ных корреляций во взаимодействии нейтронов с ядрами ¹¹⁷Sn и ¹³⁹La, измеренных в низколежащем р- волновом резонансе и тепло­вой точке, могут быть обусловлены как неопределённостями в по­ложении отрицательных s- волновых резонансов, так и отклонени­ями от формулы Эриксона. В случае ядра ¹¹⁷Sn, где расхождения особенно значительны, рассчитаны отклонения полного сечения ра­диационного захвата от закона 1/v, по измерениям которых можно зафиксировать положение отрицательного s - волнового резонанса.
8. Впервые предложено [17] измерение V нечётных корреляций во вза­имодействии поляризованных нейтронов с бесспиновыми ядрами А ~ 50- 100 в интерференционных минимумах перед s- волновыми резонансами; выполненная оценка эффектов указывает на реали­стичность этого предложения. Подобные измерения могли бы, в частности, внести ясность в вопрос о пределах применимости фор­мулы Эриксона.
9. Впервые исследовано [4] влияние статистических свойств амплитуд заселения р- волновых резонансов по р|- и р|-каналам (которые, как предполагают, меняются от резонанса к резонансу как случай­ные независимые величины) на спин-спиновые корреляции в пол­ном сечении взаимодействия поляризованных нейтронов и поляри­зованных ядер, усреднённом по резонансам. Показано, что эффект частичной корреляции р- и р|- амплитуд может привести к на­блюдаемому эффекту на уровне 1%.
11. Выполнен [26] статистический анализ деформационных эффектов в отдельных р- волновых резонансах в полном сечении взаимодей­ствия неполяризованных нейтронов и выстроенных ядер. Показано, что в рамках статистической гипотезы о р - и р| - амплитудах (слу­чайные независимые величины), средний деформационный эффект обращается в ноль, тогда как дисперсия принимает вычисленное значение. Измерения деформационных эффектов позволят прове­рить статистическую гипотезу.
12. Впервые получены [12] слагаемые 2-го порядка по v/c (магнитный дипольный и квадрупольный вклады) в поток углового момента, который уносится электромагнитным излучением классической си­стемы.
13. Вычислены [20,21] все слагаемые 2-го порядка по v/c в гамильто­ниане нуклона, который находится в сферически симметричном по­тенциале U(г) и вовлечён в /j, захват. Впервые получены явные вы­ражения для слагаемых 2-го порядка, обусловленные наличием по­тенциала U(г). Показано, что именно эти слагаемые представляют основной интерес, так как они аналогичны спин-орбитальному вза­имодействию и, подобно последнему, могут быть значительно уси­лены (в 20-30 раз) в ядрах. Впервые показано, что расчёты в ре­лятивистской модели ядра подтверждают эту гипотезу, а именно, в рамках этой модели дополнительные слагаемые 2-го порядка, обу­словленные ядерным потенциалом, усилены точно так же, как и спин-орбитальное взаимодействие. Это означает, что найденные до­полнительные слагаемые в /j, захвате могут иметь тот же масштаб, что и обычно учитываемые слагаемые 1-го порядка по v/c.
14. Впервые получены [21] с учётом всех слагаемых 2-го порядка по v/c явные выражения для амплитуд М_и(и), М_и(-и), М_и(-и - 1) и М_и(и + 1), которыми определяются все наблюдаемые в /j, захвате.
15. Получено общее выражение для углового распределения пары раз­летающихся частиц - мюонного нейтрино и дочернего ядра (ядра от­дачи), образующихся в результате распада ансамбля ориентирован­ных мезоатомов (в результате захвата мюонов родительскими яд­рами). Показано, что в общем случае помимо хорошо известного V нечётного слагаемого (дипольной составляющей - Pi(cos0) = cos6>) углового распределения, описывающего асимметрию вылета ней­трино вдоль и против спина мезоатома, имеется и V чётное квадру-польное слагаемое (~ P2(cos0)), связанное с выстроенностью мезо­атомов (эффект выстроенности). Показано, что мезоатомы выстра­иваются как в результате захвата поляризованных мюонов атома­ми, ядра которых также поляризованы, так и вследствие предвари­тельного выстраивания ядер атомов, захватывающих мюоны. Все коэффициенты, определяющие вид углового распределения, выра­жены через М-амплитуды. Впервые показано [14], что для гамов-теллеровских переходов эффект выстроенности очень чувствите­лен к формфактору индуцированного псевдоскалярного взаимодействия др. Таким образом, экспериментальное измерение эффекта выстроенности может дать важные сведения о величине др (и, тем самым, о справедливости гипотезы о частичном сохранении акси­ального тока).
16. Построена общая схема вычисления угловых корреляций, возника­ющих в системе - мюонное нейтрино и три частицы а + п + п, об­разующейся в результате захвата мюона ядром ⁶Li и последующего перехода дочернего ядра ⁶He в состояние непрерывного спектра. В качестве примера, демонстрирующего работоспособность построен­ной схемы, впервые для этого процесса (с четырьмя частицами в конечном состоянии) дана оценка [15] поляризации нейтронов, по­перечной к плоскости импульса нейтрона и вектора поляризации исходного мезоатома, которая обусловлена гипотетическими меж-нуклонными TVVV силами.
17. В рамках оптической модели нейтрон-ядерного взаимодействия предложено [1,2] последовательное описание спин-тензоров ориента­ции компаунд-ядер, формирующихся при захвате быстрых нейтро­нов предварительно ориентированными ядрами-мишенями. Показа­но, что при захвате р- волновых нейтронов ядрами-мишенями с от­личными от нуля спинами / картина выстраивания компаунд-ядер существенно отличается от квазиклассической. Впервые дана коли­чественная оценка (подтверждённая в экспериментах, выполненных в ФЭИ) гексадекапольной составляющей углового распределения осколков деления выстроенных ядер р- волновыми нейтронами.
18. Впервые введена [6] матрица коэффициентов передачи ориентации с делящегося ядра на осколки, в рамках формализма, основанно­го на представлении спиральности (в том числе, на представлении спиральности (К₁К₂) отдельных осколков). Показано, что во всех экспериментах по угловым корреляциям, которые до сих пор про­водились в физике деления, изучался либо первый столбец (изме­рения угловых распределений осколков деления относительно оси ориентации исходных ядер), либо первая строка (измерения угловых распределений 7 квантов, испускаемых осколками деления неориен­тированных ядер, относительно оси разлёта) этой матрицы. Пока­зано, что измерения по крайней мере двух первых диагональных элементов, имеющих смысл коэффициентов передачи поляризации и выстроенности, соответственно, являются реалистическими и мо­гут быть выполнены в опыте без регистрации направления разлёта осколков. Выполнены численные оценки этих коэффициентов пере­дачи ориентации и изучена их чувствительность к различным гипо­тезам о формировании распределения осколков по спиральностям на стадии спуска с барьера к точке разрыва.
19. Предложено [16,23] описание спин-угловых корреляций в делении (включая V нечётные вклады в дифференциальное сечение деления, а также таких асимметрий испукания осколков, как "лево-правая" и "вперёд-назад"), основанное на представлении спиральности. Впер­вые введено представление чётности и спиральности для описания конечных состояний осколков с определённой чётностью и фикси­рованным модулем спиральности (использование этого представле­ния позволяет обосновать малость наблюдаемых каналов деления и дать последовательное многоуровневое описание энергетической зависимости спин-угловых корреляций в делении ядер медленными нейтронами).
20. Впервые [13] выдвинута гипотеза о различии степени выстраивания осколков относительно оси разлёта (как считается, за счёт возбуж­дения изгибовой моды) в двойном и тройном (с испусканием, помимо осколков, лёгкого ядра, например, а частицы) делениях.
21. Выдвинута [22] гипотеза о спин-орбитальном механизме смешива­ния парциальных волн, приводящем к наблюдаемой Т нечётной и V чётной асимметрии вылета а частицы в тройном делении ядер ²³³U и ²³⁵U поляризованными нейтронами. Модель, построенная на основе этой гипотезы, даёт правильную масштабную оценку наблю­даемой асимметрии. Она также приводит к выражению правильного общего вида для углового распределения а частиц, которое может быть положено в основу количественного описания эффекта.
22. Выполнено [25] сравнение механизмов формирования аналогичных Г нечётных и V чётных корреляций (s[p_a x pj) в кинематически схожих реакциях {щсеу) и (п,а/). Показано, что в первой из этих реакций, в силу её двухступенчатости, указанная корреляция по­давлена двойным запретом по чётности. Отсутствие же этого по­давления во второй реакции свидетельствует о том, что а частица испускается примерно в тот же момент, когда разъединяются оскол­ки.

2.А. Л. Барабанов и Д. П. Гречухин. Спин-тензоры ориентации со¬ставных делящихся ядер, образующихся при захвате нейтронов. Ядерная физика, 1986, Т.43, СС.1386-1395.

3.А. Л. Барабанов. Несохранение временной чётности во взаимодей-ствии нейтронов с выстроенными ядрами. Ядерная физика, 1986, Т.44, СС.1163-1166.

4.А. Л. Барабанов. О возможности экспериментального исследования корреляции парциальных нейтронных амплитуд в реакциях с ори¬ентированными ядрами. Ядерная физика, 1987, Т.45, СС.963-971.

5.А. Л. Барабанов и Д. П. Гречухин. Об угловом распределении оскол-ков деления ядер быстрыми нейтронами. Ядерная физика, 1987, Т.46, СС.408-414.

6.А. Л. Барабанов и Д. П. Гречухин. Поляризация и выстроенность осколков деления ядер. Ядерная физика, 1988, Т.47, СС.648-656.

7.A. L. Barabanov and V. L. Kuznetsov. Possible test of T-invariance in neutron elastic scattering. Phys. Lett. B, 1989, V.232, PP.151-153; 1990, V.244, P.580 (Errata).

8.А. Л. Барабанов. Р-нечётные эффекты во взаимодействии нейтро¬нов с ядрами 117Sn и 139La и положения отрицательных резонансов. Ядерная физика, 1991, Т.54, СС.1538-1542.

9.А. Л. Барабанов. Полуклассический анализ угловых корреляций в (n,&#947;)-реакции вблизи р-резонанса. Ядерная физика, 1992, Т.55, СС.1876-1884.

10. А. Л. Барабанов. Об угловой анизотропии &#947;-квантов в (n,&#947;)-реакции вблизи р-резонанса. Ядерная физика, 1992, Т.55, СС.2421-2433.

11.A. L. Barabanov, E. I. Sharapov, V. R. Skoy and C. M. Frankle. Testing T odd, P even interactions with &#947; rays from neutron p-wave resonances. Phys. Rev. Lett., 1993, V.70, PP.1216-1219.

12.А. Л. Барабанов. Об угловом моменте в классической электродина-мике. Успехи физических наук, 1993, Т.163, Вып.11, СС.75-82.

13.A. L. Barabanov. Fission fragment orientation and &#947; ray angular anisotropy. Ядерная физика, 1994, Т.57, СС.1225-1230.

14.А. Л. Барабанов, Ю. В. Гапонов, Б. В. Данилин и Н. Б. Шульги-на. Захват мюонов ориентированными ядрами – новые возможности для изучения индуцированного псевдоскалярного взаимодействия. Ядерная физика, 1996, Т.59, СС.1940-1947.

15.А. Л. Барабанов. Т-неинвариантный эффект в захвате мюона ядром 6Li с распадом в непрерывный спектр. Ядерная физика, 1997, Т.60, СС.10-15.

16.A. L. Barabanov and W. I. Furman. Formal theory of neutron induced fission. Z. Phys. A, 1997, V.357, PP.411-418.

17.A. L. Barabanov. Model for resonance enhancement of P- and T-noninvariant effects in neutron reactions. Nucl. Phys. A, 1997, V.614, PP.1-43.

18.A. L. Barabanov. New possibilities of studying induced pseudoscalar interaction and T invariance in muon capture by polarized and aligned nuclei. Ядерная физика, 1998, Т.61, СС.1282-1285.

19.A. L. Barabanov and V. R. Skoy. Possible test of T-invariance in the elastic scattering of polarized neutrons by unpolarized nuclei. Nucl. Phys. A, 1998, V.644, PP.54-74.

20.A. L. Barabanov. Spin-orbit-like terms in semileptonic weak Hamiltonian. Eur. Phys. J. A, 1999, V.6, PP.373-374.

21.A. L. Barabanov. Second-order corrections to correlations in muon capture. Ядерная физика, 2000, Т.63, СС.1262-1267.

22.A. L. Barabanov. Spin-orbit interaction in final state as possible reason for T-odd correlation in ternary fission. In: Neutron Spectroscopy, Nuclear Structure, Related Topics (Proc. of the 9-th Int. Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei, Dubna, 2001), JINR, E3-2001-192, Dubna, 2001, PP.93-103; arXiv: 0712.3543 (nucl-th).

23.A. L. Barabanov and W. I. Furman. Test of fundamental symmetries as a tool for fission dynamics studies. Czechoslovak journal of Physics, Supplement B, 2003, V.53, PP.B359-B370.

24.A. L. Barabanov, A. G. Beda and A. F. Volkov. Present status of problem of TRI violation investigation with the use of aligned nuclei. Czechoslovak journal of Physics, Supplement B, 2003, V.53, PP.B371-B380.

25.А. Л. Барабанов, В. Е. Бунаков, И. С. Гусева и Г. А. Петров. Т-нечётная угловая асимметрия в ядерных реакциях с последователь¬ным испусканием частиц. Ядерная физика, 2003, Т.66, СС.708-712.

26.A. L. Barabanov and A. G. Beda. Testing T invariance in the interaction of slow neutrons with aligned nuclei. J. Phys. G: Nucl. and Part. Phys., 2005, V.31, PP.161-178.